xxx 分公司氢气平衡与优化系统项目用户报告xxx 股份有限公司 xxx 分公司生产管理部xxx 年 12 月目录1 参与项目情况12 系统运行情况12.1 项目各阶段主要工作12.1.1 项目启动12.1.2 系统需求调研12.1.3 系统详细设计22.1.4 系统开发部署测试32.1.5 上线试运行32.1.6 系统完善42.2 模块功能42.2.1 产耗氢成本核算模块42.2.2 氢气网络结构优化模块42.2.3 耗氢装置氢气需求预测模块52.2.4 氢气管网在线模拟模块62.2.5 氢气系统调度优化模块62.2.6 油品监控模块72.3投用效果73 绩效分析及项目评价83.1 经济效益83.2 社会效益93.3 在管理方面的作用93.4 项目评价94 培训、系统运行维护和技术支持104.1项目培训情况104.2系统的运行维护及技术支持105 存在问题116 下一步计划和建议111 参与项目情况xxx 分公司氢气平衡与优化系统项目在 xxx 年 05 月开始启动，在分公司领导的关心和支持下，在氢气平衡与优化系统项目领导小组的指导下，生产 管理部、炼油分部、化工分部、信息中心等部门密切联系、相互配合，先后 完成了系统需求调研、功能设计、系统功能模块开发、模型建立、系统测试、 用户培训等阶段任务，项目的实施小组在 xxx 年 09 月按项目的合同技术附 件完成系统的全部功能，并投入使用、试运行，在试运行期间，通过收集多 方的使用建议和意见，不断的对系统进行完善，目前系统运行稳定。为保证项目的顺利实施，项目成立了领导小组和实施小组。生产管理部、 炼油分部生产处、化工分部生产处、炼油分部各车间、信息中心等部门选派 了业务骨干担任了项目的关键用户与管理人员，全程参与了项目实施的各个 阶段，为项目的成功实施提供了强有力的保障。2 系统运行情况2.1 项目各阶段主要工作xxx 分公司氢气平衡与优化系统项目的实施主要分为项目启动、系统需 求调研、系统详细设计、系统开发部署测试、上线试运行、系统完善等阶段。2.1.1 项目启动xxx 年 05 月项目组在 xxx 分公司信息中心召开了项目开工会。主要参加人员有生产管理部领导、炼油分部领导、化工分部领导、各部门负责人、项 目经理、关键用户及各项目组成员。会议根据技术附件的内容确定了项目的 实施内容、范围、目标、进度计划、项目实施的需求等，明确了项目的组织 机构、关键用户、各方职责分工及项目的管理制度，实施单位项目经理对项 目实施方案进行了宣讲。2.1.2 系统需求调研关键用户及项目实施小组成员通过与生产管理部、信息中心、炼油分部生产处、仪表车间等各车间、化工分部各车间的相互配合，主要从以下几个 方面开展了系统需求调研：（1）xxx 石化氢气系统结构、工艺参数与流程走向等的详细调研；（2）现有系统监控手段，现有仪表情况以及新增监控仪表的调研，包 括了解仪表的位置、型号、类型和精度，以及监控类型如流量、压力、温度， 各个工位号的获取；（3）氢气系统工艺流程图收集，主要涉及不同压力等级的产氢耗氢装 置之间的管路流程走向；此外还有氢气系统管路单体图收集，主要关注管件 统计、管路长度以及管道尺寸结构等参数。（4）所有产氢、耗氢工艺流程图收集，技术规程、岗位操作法和工艺 卡片等资料的整理与分析；（5）产氢耗氢装置的成本核算、原油的消耗量以及油品的产量等数据 统计。（6）现有耗氢装置耗氢量预测方法、氢气应急方案以及调度方案的调 研。（7）深入了解装置的流程，从实时数据库中获取产氢装置出口氢气和 耗氢装置中新氢、循环氢以及废氢等的工艺参数（如温度、压力、流量、组 成等）的历史值。（8）xxx 石化信息系统的调研，包括了解现有信息系统的管理方式、权 限管理、IP地址分配，确定系统相关变量数据是否已经引到实时数据库，并 确定与实时数据库和LIMS系统的交互接口。通过了对技术附件内容的各功能需求进行细化，针对系统的业务需求从 产耗氢成本核算、氢气网络设计优化、氢气管网在线模拟、耗氢装置氢气需 求预测、氢气系统调度优化、装置运行监控以及操作指令等方面进行了需求 收集和数据收集，在xxx年7月完成了系统需求的汇总，开始系统详细设计 阶段的工作。2.1.3 系统详细设计xxx 年 7 月中旬到 7 月底，项目组在前期详细调研的基础上，完成系统 详细设计方案。在项目组和关键用户的共同努力下，多次修改完善，最终在8 月 3 日项目详细设计方案获得评审通过。2.1.4 系统开发部署测试在公司及有关部门领导的大力支持下，项目组先后完成了系统需求调 研、功能设计、系统功能模块开发、模型建立、系统测试、用户培训等主要 任务，项目取得了阶段性成果。截至目前，按照项目合同技术附件要求，项目组已全面完成系统的开发、 测试工作，扩充提升后的系统已经全部部署到正式生产运行环境。通过使用氢夹点技术和超结构方法同时进行优化氢气网络，互相印证参 照，实现氢气网络的改造和优化，提供氢气网络改造和优化的解决方案，XXX 年6月提交XXX分公司氢气管网优化方案报告。XXX年6月完成氢气管网在线模型的建立，通过氢气管网稳态和动态建 模与模拟，计算氢气管网内各节点的温度、压力、流量与组成。XXX 年 7 月，完成产氢装置每吨纯氢和每标立方纯氢的费用测算以及耗 氢装置的耗氢成本进行在线测算。xxx年7月，完成xxx分公司炼油分部及化工分部16套耗氢装置需求量 预测模型搭建。xxx年8月，基于氢气管网在线模拟模型和耗氢装置氢气需求计算模型， 利用优化技术，针对已有的氢气系统，在调度和操作层面上，建立氢气系统 优化调度模型，实现不同耗氢量和氢气纯度下成本最低的供氢方式和调度方 案。xxx年8月，完成了炼油分部近40套装置的流程图绘制，建立原油进厂、 各装置油品进出装置、成品出厂等相关参数的实时监控页面，实现对油品的 综合监控。2.1.5 上线试运行系统功能模块开发完成后，对系统各功能模块做了全面的功能测试和性 能测试，编写了XXX分公司氢气平衡与优化系统项目用户操作手册和XXX 分公司氢气平衡与优化系统项目运行管理制度，并对系统用户进行了用户 操作培训。xxx 年 09 月完系统进入试运行阶段。2.1.6 系统完善在系统试运行期间，根据需求的变化，对系统的功能界面进行了修改和 调整，对部分功能模块进行了补充完善。在12 月 23 日，项目组组织验收专 家对项目进行了系统验收测试，经过测试人员按照测试用例的测试，对其各 个功能模块进行了功能验证和数据验证，整个系统与预期的结果基本吻合， 对测试过程中发现的问题，要求开发小组对问题及时进行整改，进一步完善 了系统功能，使系统达到稳定运行。2.2 模块功能2.2.1 产耗氢成本核算模块产氢、耗氢成本核算模块实现公司主要产氢、耗氢装置成本的在线、实 时计算，给出各装置产氢、耗氢的成本及其变化规律，为技术和调度人员提 供实时的成本信息，为降低产氢、耗氢的成本提供决策依据。产耗氢成本核算模块的主要功能如下表所示：表 2-1 产耗氢成本核算模块详细功能表序号功能功能描述1产氢装置成 本核算将产氢装置按照制氢工艺分为煤制氢、石脑油制氢、干 气制氢、膜分离制氢、PSA分离制氢等部分分别对产氢 装置进行成本核算，并充分考虑产氢成本的各种影响因 素，对每部分按照原料、辅材、燃料、动力、工资及福 利、制造费用分别计算产氢装置的成本。2耗氢装置成 本核算将耗氢量和耗氢装置前的新氢压缩机耗电成本作为耗 氢装置的耗氢成本，分别对各个耗氢装置进行计算，最 终进行耗氢装置耗氢成本总统计。3成本分析通过建立的产氢、耗氢成本模型，在线给出各装置的产 氢耗氢成本核算结果，并通过图表的形式直观展示各影 响因素所占成本比重4历史记录查 询查询历史的各产氢、耗氢成本记录。通过图表、趋势图 等方式直观反映成本的变化趋势2.2.2 氢气网络结构优化模块氢气网络设计优化模块基于氢夹点和超结构方法，在对现有氢气网络不做较大改动的前提下，分析和设计出最优的供氢方案，为企业优化生产提供 依据。氢气网络设计优化模块的主要功能如下表所示：表 2-2 氢气网络设计优化模块详细功能表序号功能功能描述1基于氢气系统超 结构模型，提供 氢气网络设计优 化方案对现有氢气系统，将氢气网络中的装置分为氢源 和氢阱，使用超结构方法，建立氢源氢阱超结构 模型，以总的产氢耗氢成本最小为目标，综合考 虑氢气流量、纯度、压力和有害杂质等因素为约 束条件，在对现有氢气网络不做较大改动的前提 下，分析和设计出最优的供氢方式，为企业优化 生产提供依据。2基于夹点技术， 提供相应的氢气 网络设计优化方 案以最小公用工程氢气用量为目标，综合考虑氢气 流量、氢气纯度、有害杂质和压力限制等因素， 采用氢夹点方法进行分析，以匹配原则对氢气网 络系统进行优化。3确定最佳氢气网 络优化设计解决 方案对比超结构和夹点技术对氢气网络的优化设计解 决方案，并在两种方案之间寻优和折中，以得到 最佳的氢气网络的优化设计解决方案。2.2.3 耗氢装置氢气需求预测模块耗氢装置氢气需求预测模块建立耗氢装置氢气需求量预测模型，定时给出未来时段内各主要耗氢装置的氢气需求量预测数据。耗氢装置氢气需求预测模块的主要功能如下表所示：表 2-3 耗氢装置氢气需求预测模块详细功能表序号功能功能描述1模型管理管理系统建立的各耗氢装置的氢气需求模型。2参数管理管理各模型的输入参数。3耗氢预测通过氢气产耗数据驱动建模，预测未来时段耗氢 装置的氢气流量，为日常调度以及氢气调度优化 系统提供数据。从Infoplus、LIMS等的数据库 中采集原料油性质、操作参数等相应历史、实时 数据进行数据预处理，选择合适的数据模型方法 建立氢气需求预测模型，预测各耗氢装置未来时 段氢气流量。4历史查询查询各模型给出的氢气需求结果历史数据，并与 真实结果对比，通过对比分析验证模型的精度。2.2.4 氢气管网在线模拟模块氢气管网在线模拟建立各压力等级的氢气管网在线模拟模型，实时得出 当前工况下氢气管网的内部信息（包括管段压降、节点氢气纯度、流量、压 力、温度、组成等），辅助调度人员实时判断氢气管网运行状况。氢气管网在线模拟模块的主要功能如下表所示：表2-4氢气管网在线模拟模块详细功能表序号功能功能描述1在线/离线参数设置设置建立的在线管网模拟模型的输入参数数 据。2在线模拟基于中控管网模拟软件Pipe-Sim V2.0,建立 氢气管网流体力学模型，通过在线模拟，实时 计算管网中的节点氢气纯度、流量、压力等信 息，并实时呈现。3离线模拟基于中控管网模拟软件Pipe-Sim V2.0,建立 氢气管网流体力学模型，通过离线管网模拟， 根据输入参数数据的变化，模拟各条件下管网 的内部信息，并进行展示。4显示氢气管网架构根据各运行部提供的氢气管网管段图，将零散 杂乱的图纸整理成统一的清晰简洁的flash界 面供生产调度科和各运行部便捷查询和调度。5产氢耗氢装置开停 工设置界面默认所有装置均处于开工状态。一旦有产氢耗 氢装置停工，需在产氢耗氢装置开停工设置界 面将相应装置改为停工状态。2.2.5 氢气系统调度优化模块氢气系统调度优化模块基于耗氢量预测数据和管网模型，建立氢气系统 调度优化模型，